專利名稱：大面積鋼板缺陷漏磁檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)鋼板內(nèi)外表面缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法，特別涉及一種通過(guò)外加磁場(chǎng)對(duì)大面積鋼板進(jìn)行局部磁化，利用其在鋼板表面形成的漏磁場(chǎng)對(duì)鋼板內(nèi)外表面缺陷快速進(jìn)行檢測(cè)的方法，屬于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用超聲波方法檢測(cè)鋼板內(nèi)外表面的局部缺陷和大面積腐蝕減薄，雖然該方法檢測(cè)具有精度高的優(yōu)點(diǎn)，但其檢測(cè)效率低，不適用于大面積檢測(cè)。
中國(guó)專利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)CN1373852A)公開(kāi)了一種“漏磁探傷法和使用漏磁探傷法的熱軋鋼板制造方法”，該專利把磁場(chǎng)加在強(qiáng)磁體上，利用檢測(cè)強(qiáng)磁體的漏磁來(lái)檢驗(yàn)其內(nèi)在夾雜物，并用該方法生產(chǎn)熱軋鋼板和脫鱗鋼板，但該技術(shù)沒(méi)有提及對(duì)鋼板內(nèi)外表面缺陷的檢測(cè)方法。
中國(guó)實(shí)用新型專利(授權(quán)公告號(hào)CN 2729723Y)公開(kāi)了一種“直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)儀”，該實(shí)用新型由筆記本計(jì)算機(jī)、車架、數(shù)據(jù)采集模塊、蓄電池、直流馬達(dá)、減速器、驅(qū)動(dòng)輪、磁鐵、車輪、光電脈沖編碼器和漏磁傳感器組成，利用漏磁傳感器動(dòng)態(tài)采集罐底鐵板的缺陷情況，通過(guò)光電脈沖編碼器實(shí)現(xiàn)缺陷的坐標(biāo)定位。但是，該專利由于對(duì)儲(chǔ)罐底板的局部磁化飽和狀態(tài)缺乏有效的判斷方法，檢測(cè)儀和漏磁傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)得不到合理優(yōu)化，因此檢測(cè)精度不高，工程應(yīng)用時(shí)驅(qū)動(dòng)力較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種大面積鋼板缺陷漏磁檢測(cè)方法，即利用磁極與鋼板間的磁通密度值判斷鋼板的局部磁化飽和狀態(tài)，并通過(guò)傳感器的錯(cuò)位陣列方式構(gòu)建漏磁檢測(cè)探頭，以防止漏檢，提高測(cè)量的覆蓋范圍和空間分辨率。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下1)采用勵(lì)磁裝置對(duì)大面積鋼板進(jìn)行局部磁化，通過(guò)測(cè)量磁鐵磁極處的磁通密度，再利用如下公式(1)計(jì)算鋼板內(nèi)局部區(qū)域的磁通密度，以判斷鋼板內(nèi)部的磁化飽和狀態(tài)，BM×WMLP=BP---(1)]]>其中，BM為磁極與鋼板間隙的平均磁通密度，WM為磁鐵寬度，LP為鋼板厚度，BP為鋼板內(nèi)局部區(qū)域的飽和磁通密度；2)采用由多個(gè)磁敏感元件構(gòu)成的檢測(cè)探頭以固定提離值為2～4mm等間隔測(cè)量該鋼板表面不同位置的漏磁通密度；3)首先，對(duì)相鄰兩個(gè)磁敏感元件的輸出信號(hào)進(jìn)行差分處理，然后對(duì)整個(gè)檢測(cè)探頭的輸出信號(hào)分別進(jìn)行疊加、放大和濾波預(yù)處理，濾除或抑制輸出信號(hào)的隨機(jī)噪聲和背景噪聲，并放大缺陷信號(hào)的跳變幅值；4)根據(jù)檢測(cè)速度動(dòng)態(tài)設(shè)定檢測(cè)閾值為2～10高斯，通過(guò)將所測(cè)量的磁通密度值與該檢測(cè)閾值進(jìn)行比較，判斷缺陷的有無(wú)。
本發(fā)明的特征還在于步驟2)中所述的檢測(cè)探頭中的磁敏感元件采用錯(cuò)位陣列布置。
本發(fā)明提供的大面積鋼板缺陷漏磁檢測(cè)方法，由于能有效判斷鋼板的局部磁化飽和狀態(tài)，因此可以對(duì)漏磁探頭的磁路參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；同時(shí)，利用由磁敏感元件錯(cuò)位陣列組成的探頭來(lái)測(cè)量漏磁場(chǎng)，可以防止漏檢，從而提高了測(cè)量的覆蓋范圍和空間分辨率，保證了大面積鋼板表面缺陷的檢測(cè)精度。


圖1為漏磁檢測(cè)原理圖。
圖2為檢測(cè)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖，表示出由多個(gè)磁敏感元件錯(cuò)位布置而成。
圖3為大面積鋼板缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
其中1-銜鐵，2-磁鐵，3-極靴，4-待測(cè)大面積鋼板，5-磁敏感元件，H-磁極與鋼板間的氣隙高度，δ-磁敏感元件的提離值，6-檢測(cè)探頭。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的檢測(cè)方法做進(jìn)一步的說(shuō)明。
首先根據(jù)待測(cè)鋼板的厚度和該鋼板所用材料的標(biāo)準(zhǔn)飽和磁通密度值，運(yùn)用公式(1)計(jì)算并選擇大小合適的勵(lì)磁裝置對(duì)鋼板進(jìn)行磁化，使其至局部磁化飽和狀態(tài)；勵(lì)磁裝置由銜鐵1，磁鐵2，極靴3組成。圖1所示為檢測(cè)原理圖，將勵(lì)磁裝置放置在鋼板表面上一定高度H，對(duì)待測(cè)大面積鋼板4進(jìn)行飽和磁化，利用磁敏感元件5以固定提離值為2～4mm等間隔測(cè)量該鋼板表面不同位置的漏磁通密度；按照附圖2說(shuō)明，將多個(gè)磁敏感元件5按錯(cuò)位陣列方式布置，構(gòu)成漏磁檢測(cè)探頭6，以保證掃查區(qū)域無(wú)漏檢，提高測(cè)量的覆蓋范圍和空間分辨率。其中，所布置磁敏感元件的數(shù)量應(yīng)使其覆蓋范圍總和大于被測(cè)區(qū)域(如圖2所示)；漏磁檢測(cè)探頭沿磁化方向?qū)︿摪暹M(jìn)行掃查，并對(duì)相鄰兩個(gè)磁敏感元件的輸出信號(hào)進(jìn)行差分處理，再進(jìn)行疊加、濾波和放大等預(yù)處理，濾除或抑制輸出信號(hào)的隨機(jī)噪聲和背景噪聲；經(jīng)由接口電路傳送到單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)緩存電路將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)并進(jìn)行存儲(chǔ)。同時(shí)根據(jù)檢測(cè)速度動(dòng)態(tài)設(shè)定檢測(cè)閾值為2～10高斯，通過(guò)將所測(cè)量的磁通密度值與該檢測(cè)閾值進(jìn)行比較(如圖3所示)，若測(cè)量的磁通密度值大于檢測(cè)閾值，則可判斷鋼板表面存在缺陷。
實(shí)施例選擇12mm厚的Q235鋼板作為被檢測(cè)對(duì)象，根據(jù)Q235材料的飽和磁通密度大小和公式(1)的計(jì)算，選擇長(zhǎng)300mm、寬30mm、厚25mm的NdFeB N50稀土永磁材料構(gòu)成勵(lì)磁裝置、以H＝5mm磁化氣隙對(duì)該鋼板進(jìn)行磁化，使其至局部磁化飽和；按附圖2說(shuō)明，將36個(gè)集成霍爾元件進(jìn)行錯(cuò)位排列構(gòu)成檢測(cè)探頭，其中相鄰元件磁敏感區(qū)的間隔為2mm；采用該探頭以δ為2.5mm的提離值和2mm的采樣間隔沿磁化方向分別測(cè)量鋼板表面不同位置的磁場(chǎng)大??；先對(duì)相鄰的每?jī)蓚€(gè)磁敏感元件的輸出信號(hào)進(jìn)行差分處理，然后再對(duì)整個(gè)漏磁檢測(cè)探頭的輸出信號(hào)分別進(jìn)行疊加、放大和濾波等預(yù)處理，得到較理想的缺陷檢測(cè)信號(hào)；根據(jù)檢測(cè)速度(0.5m/s)動(dòng)態(tài)設(shè)定檢測(cè)閾值為4.8高斯(Gauss)，將所測(cè)量的漏磁通密度值與該檢測(cè)閾值進(jìn)行比較后，發(fā)現(xiàn)測(cè)量的漏磁通密度值大于所設(shè)置的檢測(cè)閾值4.8高斯，即可判斷出該鋼板表面存在缺陷。
權(quán)利要求
1.一種大面積鋼板缺陷漏磁檢測(cè)方法，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行1)采用勵(lì)磁裝置對(duì)大面積鋼板進(jìn)行局部磁化，通過(guò)測(cè)量磁鐵磁極處的磁通密度，以利用如下公式(1)計(jì)算鋼板內(nèi)局部區(qū)域的磁通密度，并判斷鋼板內(nèi)部的磁化飽和狀態(tài)，BM×WMLP=BP---(1)]]>其中，BM為磁極與鋼板間隙的平均磁通密度，WM為磁鐵寬度，LP為鋼板厚度，BP為鋼板內(nèi)局部區(qū)域的飽和磁通密度；2)采用由多個(gè)磁敏感元件構(gòu)成的檢測(cè)探頭以固定提離值為2～4mm等間隔測(cè)量該鋼板表面不同位置的漏磁通密度；3)首先，對(duì)相鄰兩個(gè)磁敏感元件的輸出信號(hào)進(jìn)行差分處理，然后對(duì)整個(gè)檢測(cè)探頭的輸出信號(hào)分別進(jìn)行疊加、放大和濾波預(yù)處理，濾除或抑制輸出信號(hào)的隨機(jī)噪聲和背景噪聲，放大缺陷信號(hào)的跳變幅值；4)根據(jù)檢測(cè)速度動(dòng)態(tài)設(shè)定檢測(cè)閾值為2～10高斯，通過(guò)將所測(cè)量的磁通密度值與該檢測(cè)閾值進(jìn)行比較，以判斷缺陷的有無(wú)。
2.按照權(quán)利要求1所述的大面積鋼板缺陷漏磁檢測(cè)方法，其特征在于步驟2)中所述的檢測(cè)探頭中的磁敏感元件采用錯(cuò)位陣列布置。
全文摘要
一種大面積鋼板缺陷漏磁檢測(cè)方法，先采用勵(lì)磁裝置對(duì)大面積鋼板進(jìn)行局部磁化，通過(guò)測(cè)量磁極處的磁通密度值，利用公式計(jì)算鋼板內(nèi)部的磁化飽和狀態(tài)，然后采用由多個(gè)磁敏感元件錯(cuò)位陣列構(gòu)成的檢測(cè)探頭，以固定提離值等間隔測(cè)量該鋼板表面不同位置的漏磁通密度，并對(duì)相鄰兩個(gè)磁敏感元件的輸出信號(hào)進(jìn)行差分等預(yù)處理，最后將所測(cè)量的磁通密度值與動(dòng)態(tài)設(shè)定的檢測(cè)閾值進(jìn)行比較，以判斷缺陷的有無(wú)。本發(fā)明由于能有效判斷鋼板的局部磁化飽和狀態(tài)，因此可以對(duì)漏磁探頭的磁路參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；同時(shí)，利用由磁敏感元件錯(cuò)位陣列組成的探頭來(lái)測(cè)量漏磁場(chǎng)，可以防止漏檢，從而提高了測(cè)量的覆蓋范圍和空間分辨率，保證了大面積鋼板表面缺陷的檢測(cè)精度。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1865976SQ200610012289
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者黃松嶺, 趙偉, 宋小春 申請(qǐng)人:清華大學(xué)